JP2009196635A - 車両用制動制御装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アシスト制動力の自然な調整を可能とした車両用制動制御装置を提供する。
【解決手段】制動力を付与するホィールシリンダとブレーキ操作力に応じた液圧を生成するマスタシリンダを接続する液圧ラインに接続されて各ホィールシリンダへ付与される液圧を調整する液圧調整部と、液圧調整部の作動を制御する制御部とを備える車両用制動制御装置において、ブレーキ操作速度と車速に応じて、または、ブレーキ操作速度と自車両と先行車または車両前方の障害物との距離に応じて、液圧を調整する。つまり、車速ｖや先行車、障害物との距離といった車両状態量と運転者のブレーキ操作量（例えば踏力ｆ）の変化速度に応じて、踏力ｆに対して減速度Ｇを設定する際に用いるゲインＣを可変とすることで、減速度特性を調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両において、車輪に付与する制動力を制御する車両用制動制御装置及び制御方法に関する。

車輪に付与する制動力をコンピュータを用いて電子制御する電子制御ブレーキが知られている。こうした電子制御ブレーキにおいては、実際に付与する制動力を運転者のブレーキペダル操作量と異ならせることが可能であり、ＡＢＳやＥＢＤ制御といった制御も可能となる。

例えば、特許文献１には、レーザーレーダによって車両前方の障害物を検出し、障害物との距離に応じて制動力を異ならせる技術が記載されている。また、特許文献２には、制動操作状態に応じて踏力に対するブレーキ圧の変化率である制御ゲインを異ならせることによって、急ブレーキ時には制動力のアシスト量を増大せしめる一方、緩ブレーキ時には制動力のアシスト量を抑制することで適切な制御を行う。

特開平１０−２９７４５２号公報（段落００２８〜００３４、図３） 特開平１１−５９４０５号公報（段落００２１〜００２４、図３）

しかしながら、障害物に対する距離が近い場合に倍力を増大させる技術では、制動中にこの倍力増大の切り替えが起こると、制動力変化が不自然なものとなり、運転者が違和感を感ずる可能性がある。また、制動操作状態に応じて踏力に対するブレーキ圧の変化率を変化させる技術では、制動中に制動操作状態が変化すると、ブレーキ圧の上昇の仕方が不連続となり、ブレーキ操作（踏力）とブレーキ圧との対応が不自然なものとなり、運転者が違和感を感ずる可能性がある。

そこで本発明は、アシスト制動力の自然な調整を可能とした車両用制動制御装置及び方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る車両用制動制御装置（方法）は、制動装置において制動力を付与するホイールシリンダとブレーキ操作力に応じた液圧を生成するマスターシリンダとを接続する液圧ラインに接続されて各ホイールシリンダへ付与される液圧を調整する液圧調整部と、液圧調整部の作動を制御する制御部と、を備える車両用制動制御装置において、（１）ブレーキ操作速度と車速に応じて、または（２）ブレーキ操作速度と自車両と先行車または車両前方の障害物との距離に応じて、液圧を調整するものである。

本発明によれば車速や先行車との車間距離といった車両状態量と運転者のブレーキ操作速度に応じて用意されている複数のブレーキ操作量−目標減速度の対応表または対応式から最適な特性を有するブレーキ操作量−目標減速度の対応表または対応式を選択して制御を行うことにより、最適なブレーキ特性を選択することができ、切り替えに際して運転者が違和感を感じることがない。

ここで、ブレーキ操作速度が速いほど目標減速度を大きく設定するとともに、同一のブレーキ操作速度の場合は、高車速の場合の目標減速度が低車速の場合の目標減速度に比べて大きくなるよう、あるいは、先行車または障害物との距離が短い場合の目標減速度が長い場合の目標減速度に比べて大きくなるよう液圧を調整することが好ましい。

あるいは、本発明に係る制動制御装置／方法は、設定した目標減速度に応じて制動装置を制御する装置／方法であって、（１）運転者の制動操作量の時間変化量と車速に応じて、または（２）運転者の制動操作量の時間変化量と自車両と先行車または車両前方の障害物との距離に応じて、目標減速度を可変とするものである。

以上説明したように、本発明によれば、ブレーキ操作量に対する目標減速度の対応特性を、ブレーキ操作速度と車両状態量に応じて可変とすることで、最適な対応特性を用いることができ、自然な感じの減速度付与（アシスト制動力付与）が可能となる。

本発明に係る制動制御装置の油圧系統図である。 図２は、図１の装置の制御ブロック図である。 図１の装置における制動力制御の制御処理を示すフローチャートである。 図３の制御で設定されるゲインの設定例を示すグラフである。 図３の制御における踏力−減速度の関係を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明に係る制動制御装置の油圧系統図であり、図２は、その制御ブロック図である。

図１に示されるように、この制動制御装置は、電子制御により各輪に付与する制動力を制御する電子制御ブレーキシステム１であって、運転者によるブレーキペダル１２の踏み込み操作に応答して作動油を圧送するマスタシリンダ１４を有している。このブレーキペダル１２には、ブレーキペダルの踏み込み量、すなわちペダルストロークを検出するペダルストロークセンサ１３が取り付けられている。

マスタシリンダ１４からは油圧供給導管１５、１７が延びており、このうち油圧供給導管１５には、ストロークシミュレータ１８が通常開弁されているシミュレータカット弁１６をはさんで接続されている。このストロークシミュレータ１８は、運転者のブレーキペダル１２の操作踏力に応じたペダルストロークを発生させるものである。油圧供給導管１５、１７の延長上には通常閉弁されているマスタカット弁２０、２２が配置されており、これらマスタカット弁２０、２２より上流側には、油圧供給導管１５、１７内の液圧を検出するマスタ圧センサ２４、２６がそれぞれ配置されている。

リザーバ２８には油圧排出導管３２の一端が接続されており、油圧排出導管３２から分岐する油圧供給導管３０の途中にはモータ３４により駆動されるポンプ３６が配置されるとともに、ポンプ３６の駆動により昇圧された油圧を貯えるアキュムレータ３８が接続されている。さらに油圧供給導管３０の途中にはアキュムレータ３８の内圧を検出するためのアキュムレータ圧センサ４０が配置される。また、油圧供給導管３０と油圧排出導管３２との間には、油圧供給導管３０内の圧力が高くなった場合に作動油をリザーバ２８に戻すためのリリーフバルブ４４が設けられている。このリリーフバルブ４４が本発明に係る流量調整弁であり、ここでは、比例式流量調整弁（リニア弁）が用いられている。

油圧供給導管３０の他端は、４つに分岐され、各車輪（以下、左右前輪をそれぞれ符号FL、FRで、左右後輪をそれぞれ符号RL、RRで表し、これに対応する構成要素にはこれらの符号をそれぞれ付す。なお、符号FL〜RRを付した場合には、４輪全てに対応する構成要素全てを含むものとする。）に配置される制動装置（図示は省略する）を駆動するホイルシリンダ４８FL〜RRへ接続される。以下、これらの接続路を油圧供給導管４６FL〜RRと称する。同様に油圧排出導管３２の他端も４つに分岐され、各車輪用のホイルシリンダ４８FL〜RRへと接続されている油圧供給導管４６FL〜RRの途中に接続されている。以下、油圧供給導管４６FL〜RRに至るこれらの接続路を油圧排出導管５０FL〜RRと称する。

各油圧供給導管４６FL〜RRの途中の油圧排出導管５０FL〜RRとの接続部より上流側（ポンプ３６側）には、それぞれ電磁弁（保持弁）５２FL〜RRが配置され、接続部より下流側（ホイルシリンダ４８FL〜RR側）には、ホイルシリンダ４８FL〜RRへ付与される液圧を検出するためのホイルシリンダ（Ｗ／Ｃ）圧センサ５６FL〜RRが配置される。油圧排出導管５０FL〜RRの途中、つまり、各油圧供給導管４６FL〜RRとの接続部より下流側（リザーバ２８側）にはそれぞれ電磁弁（減圧弁）５４FL〜RRが配置される。

油圧供給導管４６FL、４６FRは、保持弁５２FL、５２FRより下流側で、それぞれマスタカット弁２０、２２をはさんで油圧供給導管１５、１７に接続されている。これにより、マスタカット弁２０、２２をはさんでマスタシリンダ１４とホイルシリンダ４８FL、４８FRが接続される。これら各電磁弁４４、５２FL〜RR，５４FL〜RR、モータ３４、アキュムレータ３８などからなる図中太線で囲まれた領域が本発明における液圧調整部に相当する。

本電子制御ブレーキシステム１の制御部であるブレーキＥＣＵ８は、ＣＰＵ、メモリ等からなり、格納されているブレーキ制御プログラムを実行することにより、制動装置の制御を行う。ブレーキＥＣＵ８には、マスタ圧センサ２４、２６の出力信号であるマスタシリンダ１４内の圧力を示す信号、アキュムレータ圧センサ４０の出力信号であるアキュムレータ３８内の圧力を示す信号、Ｗ／Ｃ圧センサ５６FL〜RRの出力信号であるホイルシリンダ４８FL〜RRに付与される液圧を示す信号、車速センサ６０の出力信号である車速を示す信号、ペダルストロークセンサ１３の出力信号であるブレーキペダル操作量を示す信号がそれぞれ入力される。また、車両前面に配置されるレーザレーダ７２の出力を基にして車間ＥＣＵ７０が判定した先行車との車間距離信号もブレーキＥＣＵ８に入力されている。さらに、ブレーキＥＣＵ８は、上述したシミュレータカット弁１６、マスタカット弁２０、２２、電磁弁４４、５２FL〜RR、５４FL〜RR、モータ３４の作動を制御する制御信号を出力する。

次に、本実施形態による制動力制御の詳細について説明する。図３は、この制動力制御の制御処理を示すフローチャートである。この制御は、ブレーキＥＣＵ１において、所定のタイミングで繰り返し実行される。

まず、車両状態量を検出する（ステップＳ１）。ここで、検出される車両状態量としては、車速センサ６０の出力である車速ｖ、ペダルストロークセンサ１３の出力である運転者のブレーキペダル１０の操作量、マスタ圧センサ２４、２６の出力であるマスタ圧（運転者のブレーキペダル１０の踏力ｆに対応）、アキュムレータ圧センサ４０の出力である現在のアキュムレータ４０の内圧、Ｗ／Ｃ圧センサ５６FL〜RRの出力であるホイルシリンダ圧、車間ＥＣＵ７０がレーザレーダ７２の出力を基にして求めた先行車または車両前方の障害物までの距離情報がある。

ステップＳ２では、ブレーキペダル１０の操作状態から制動中か否かを判定する。この判定は、ペダルストロークセンサ１３の出力により行っても、マスタ圧から判定した踏力ｆの値により行っても、両者を組み合わせてもいずれでもよい。制動中でないと判定された場合にはその後の処理をスキップして終了する。制動中であると判定された場合には、踏力ｆの時間変化（踏込速度と称する。）df/dtと車両状態量（例えば、車速ｖや先行車を含む障害物との相対距離ΔＬ）からゲインＣを設定する（ステップＳ３）。図４はこのゲインの設定例を示している。ここでは、車速ｖ、踏込速度df/dt、踏力ｆ以外の条件は同一とする。ゲインＣは、踏込速度が速いほど大きく設定され、さらに、高車速の場合ほど低車速の場合に比べてゲインＣは大きく設定される。df/dtが所定値Ａ未満の領域は、一般の市街地走行で多用されるゆっくりとした踏み込みを行う領域であり、ゲインＣは、一定の基準値１に設定される。df/dtがＡ以上の領域ではゲインＣが１より大きく設定されるが、このうち、df/dtがＡ以上Ｂ未満の領域は、運転者が車両をアクティブにコントロールしたい場合に用いられる領域であり、ブレーキの効きを上げることが望ましい。ここを高ゲイン領域と定義する。さらに、df/dtがＢ以上の領域は、緊急時の衝突回避のための制動等に用いられる領域であり、緊急領域と呼ばれる。この緊急領域では、高ゲイン領域よりもdf/dtに対するゲインＣを大きく設定することが好ましい。

ゲインＣの設定後は、このＣを用いて、目標減速度Ｇを設定する（ステップＳ４）。ここで、Ｇ＝Ｃ×ｆ^ｋで表される。図５は、この目標減速度Ｇの設定例を示すグラフである。ゲインが大きく設定されている場合、例えば、高ゲイン領域や緊急領域の場合には、踏力ｆ自体が小さくても、大きな減速度を付与することが可能となる。このため、例えば、緊急時にブレーキペダル１０を踏み込めなくとも十分な減速度を得ることができるため、適切な制動制御を行うことが可能となる。

目標減速度Ｇが決定したら、この目標減速度Ｇを得るのに必要な各ホイルシリンダへ付与すべき制動油圧（ホイルシリンダ圧）を算出する（ステップＳ５）。そして、ホイルシリンダ圧が求めた目標油圧となるよう各電磁弁４４、５２FL〜RR、５４FL〜RR、モータ３４を制御する。

具体的には、アキュムレータ圧センサ４０の出力から、アキュムレータ３８の内圧を調べ、付与すべき目標油圧に不足する場合には、モータ３４を駆動してポンプ３６を作動させて昇圧を行う。一方、内圧が付与すべき液圧に比べて高すぎる場合には、リリーフバルブ４４を開弁して液圧をリザーバ２８へと解放することで内圧を低下させる。

各ホイルシリンダ４８FL〜RRに付与される液圧は、各電磁弁５２FL〜RR，５４FL〜RRの作動状態を変更することで調整することができる。ホイルシリンダ４８FLの場合を例にとると、ブレーキＥＣＵ８は、Ｗ／Ｃ圧センサ５６FLで検出されたホイルシリンダ圧を目標液圧と比較し、加圧を要する場合には、減圧弁５４FLを閉弁した状態で保持弁５２FLを開く。これにより、アキュムレータ３８で増圧された作動油が、油圧供給導管３０、４６FLを経由してホイルシリンダ４８FLへと供給されるため、ホイルシリンダ４８FLの液圧が増圧し、制動力が強められる。反対に、Ｗ／Ｃ圧センサ５６FLで検出されたホイルシリンダ圧が目標液圧より高い場合には、ブレーキＥＣＵ８は、減圧を要すると判定し、保持弁５２FLを閉弁して減圧弁５４FLを開弁する。これにより、ホイルシリンダ４８FLへ供給されていた作動油の一部は、油圧排出導管５０ＦＬ、減圧弁５４FL、油圧排出導管３２を経由してリザーバ２８へと戻されるため、ホイルシリンダ４８FLに付与される液圧が減圧され、制動力が弱められる。Ｗ／Ｃ圧センサ５６FLで検出されたホイルシリンダ圧が目標液圧に略一致している場合には、ブレーキＥＣＵ８は、ホイルシリンダ圧を維持する必要があると判定し、保持弁５２FL、減圧弁５４FLをともに閉じる。この結果、保持弁５２FL、減圧弁５４FLからホイルシリンダ４８FL側の油圧供給導管４６FLからの作動油流出が停止させられるため、ホイルシリンダ４８FLに付与される液圧は保持される。

このように、ブレーキペダル１０の操作量（踏力）に対して付与すべき目標減速度を求める際のゲインを変化させることで、踏力−目標減速度の関係、つまり、減速度特性を可変としている。そして、この減速度特性を車両状態とブレーキペダル１０の操作速度に応じて変更することで、緊急状態のように急減速が必要な場合には、少ない踏込量から高減速が得られるよう、また、通常状態のような緩減速ですむ場合には、減速度を比較的低く設定するようそれぞれ最適な特性を選択する。さらに、制動力のアシスト量ではなく、減速度を調整することで、緊急時には少ない踏込み量でも確実に急減速を得ることができるため、安全性が向上する。また、踏込み量と踏込み速度に応じて減速度を設定することで、運転者にとってブレーキペダル１０制御による減速度調整が理解しやすいため、より自然な感じで操作を行うことができ、違和感を感じることがなく、ドライバビリティーも向上する。

ここでは、ブレーキペダルによってブレーキ操作量を設定する例を説明してきたが、ブレーキ操作量は、レバー等によって入力されてもよい。また、流量調整弁はリリーフバルブ４４に限られるものではなく、例えば、各電磁弁５２FL〜RR、５４FL〜RRのうち保持弁または減圧弁の一方または双方を流量調整弁としてもよい。これらの流量調整弁は比例式であってもその他の形式であってもよい。

１…電子制御ブレーキシステム、８…ブレーキＥＣＵ、１２…ブレーキペダル、１３…ペダルストロークセンサ、１４…マスタシリンダ、１５、１７…油圧供給導管、１６…シミュレータカット弁、１８…ストロークシミュレータ、２０、２２…マスタカット弁、２４、２６…マスタ圧センサ、２８…リザーバ、３０…油圧供給導管、３２…油圧排出導管、３４…モータ、３６…ポンプ、３８…アキュムレータ、４０…アキュムレータ圧センサ、４４…リリーフバルブ（電磁流量調整弁）、４６FL〜RR…油圧供給導管、４８FL〜RR…ホイルシリンダ、５０FL〜RR…油圧排出導管、５２FL〜RR…電磁弁（保持弁）、５４FL〜RR…電磁弁（減圧弁）、５６FL〜RR…ホイルシリンダ（Ｗ／Ｃ）圧センサ、６０…車速センサ、７０…車速ＥＣＵ、７２…レーザレーダ。

Claims (12)

1. 制動装置において制動力を付与するホイールシリンダとブレーキ操作力に応じた液圧を生成するマスターシリンダとを接続する液圧ラインに接続されて各ホイールシリンダへ付与される液圧を調整する液圧調整部と、前記液圧調整部の作動を制御する制御部と、を備える車両用制動制御装置において、
   車速を検出する手段と、ブレーキ操作量を検出する手段をさらに備えており、前記制御部は、車速とブレーキ操作速度に応じて前記液圧を調整することを特徴とする車両用制動制御装置。
2. 前記制御部は、ブレーキ操作速度が速いほど目標減速度を大きく設定するとともに、同一のブレーキ操作速度の場合は、高車速の場合の目標減速度が低車速の場合の目標減速度に比べて大きくなるよう液圧を調整することを特徴とする請求項１記載の車両用制動制御装置。
3. 制動装置において制動力を付与するホイールシリンダとブレーキ操作力に応じた液圧を生成するマスターシリンダとを接続する液圧ラインに接続されて各ホイールシリンダへ付与される液圧を調整する液圧調整部と、前記液圧調整部の作動を制御する制御部と、を備える車両用制動制御装置において、
   自車両と先行車または車両前方の障害物との距離を検出する手段と、ブレーキ操作量を検出する手段をさらに備えており、前記制御部は、ブレーキ操作速度と、自車両と先行車または車両前方の障害物との距離に応じて前記液圧を調整することを特徴とする車両用制動制御装置。
4. 前記制御部は、ブレーキ操作速度が速いほど目標減速度を大きくするとともに、同一のブレーキ操作速度の場合は、先行車または障害物との距離が短い場合の目標減速度が長い場合の目標減速度に比べて大きくなるよう液圧を調整することを特徴とする請求項３記載の車両用制動制御装置。
5. 設定した目標減速度に応じて制動装置を制御する制御部を備える車両用制動制御装置において、
   車速を検出する手段と、運転者の制動操作量を検出する手段をさらに備えており、前記制御部は、制動操作量の時間変化量と車速に応じて目標減速度を可変とすることを特徴とする車両用制動制御装置。
6. 設定した目標減速度に応じて制動装置を制御する制御部を備える車両用制動制御装置において、
   自車両と先行車または車両前方の障害物との距離を検出する手段と、運転者の制動操作量を検出する手段をさらに備えており、前記制御部は、動操作量の時間変化量と、自車両と先行車または車両前方の障害物との距離に応じて目標減速度を可変とすることを特徴とする車両用制動制御装置。
7. 制動装置において制動力を付与するホイールシリンダとブレーキ操作力に応じた液圧を生成するマスターシリンダとを接続する液圧ラインに接続されて各ホイールシリンダへ付与される液圧を調整する液圧調整部の作動を制御することで、付与する制動力を制御する車両用制動制御方法において、
   車速とブレーキ操作速度に応じて前記液圧を調整することを特徴とする車両用制動制御方法。
8. ブレーキ操作速度が速いほど目標減速度を大きく設定するとともに、同一のブレーキ操作速度の場合は、高車速の場合の目標減速度が低車速の場合の目標減速度に比べて大きくなるよう液圧を調整することを特徴とする請求項７記載の車両用制動制御方法。
9. 制動装置において制動力を付与するホイールシリンダとブレーキ操作力に応じた液圧を生成するマスターシリンダとを接続する液圧ラインに接続されて各ホイールシリンダへ付与される液圧を調整する液圧調整部の作動を制御することで、付与する制動力を制御する車両用制動制御方法において、
   ブレーキ操作速度と、自車両と先行車または車両前方の障害物との距離に応じて前記液圧を調整することを特徴とする車両用制動制御方法。
10. ブレーキ操作速度が速いほど目標減速度を大きく設定するとともに、同一のブレーキ操作速度の場合は、先行車または障害物との距離が短い場合の目標減速度が長い場合の目標減速度に比べて大きくなるよう液圧を調整することを特徴とする請求項９記載の車両用制動制御方法。
11. 設定した目標減速度に応じて制動装置を制御する車両用制動制御方法において、
    運転者の制動操作量の時間変化量と車速に応じて目標減速度を可変とすることを特徴とする車両用制動制御方法。
12. 設定した目標減速度に応じて制動装置を制御する車両用制動制御方法において、
    運転者の制動操作量の時間変化量と、自車両と先行車または車両前方の障害物との距離に応じて目標減速度を可変とすることを特徴とする車両用制動制御装置。

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